城市電網(wǎng)改造技術措施分析

【摘 要】城市電網(wǎng)是城市的重要基礎設施，并在我國電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提高，工業(yè)發(fā)展迅速，人口數(shù)量也不斷增多，這使得城市的用電量激增，用電需求不斷增加，城市的用電負荷因此快速增長。但是，由于以往偏重電源建設，而忽略了城市電網(wǎng)的構架建設，以致現(xiàn)在城市電網(wǎng)建設存在嚴重滯后的問題。很多城市的電網(wǎng)建設在設備、技術、管理、運行等方面存在失誤，導致很多不合理的線損問題。因此，為提高電能質量和供電可靠率，實現(xiàn)技術降損，需對電網(wǎng)進行技術改造。

【關鍵詞】城市電網(wǎng)；改造；技術；措施

前言

在城市現(xiàn)代化建設中，電網(wǎng)是其中最為重要的基礎設施之一，并是現(xiàn)代化城市發(fā)展和進步的重要支持力量。保證城市電網(wǎng)擁有優(yōu)良的電能質量和較高的安全可靠性，是促進城市經(jīng)濟發(fā)展和提高人們生活質量的重要基礎。但隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市人口和面積不斷增加和擴展，而已建成的城市電網(wǎng)已不能滿足快速增長的用電需求。這對城市電網(wǎng)建設提出了更高、更新的要求。分析城市電網(wǎng)中存在的主要問題，并進行城市電網(wǎng)改造成為當務之急。本文總結了我國城市電網(wǎng)中存在的主要問題，并提出了進行城市電網(wǎng)改造的技術措施，以期能為提高城市電網(wǎng)建設水平有所啟示。

一、當前我國城市電網(wǎng)中存在的主要問題

由于上個世紀末我國著重進行電源建設，而忽略了城市電網(wǎng)的構架建設，以致現(xiàn)在很多城市的電網(wǎng)建設存在諸多突出的問題，主要有以下幾種。

（一）配電網(wǎng)絡電源點滯后于城市建設發(fā)展

隨著城市規(guī)模的不斷擴大，配電網(wǎng)絡電源點容量以及電能輸出受到不同程度的限制，并以配電線路傳輸通道受限最為顯著，導致城市規(guī)劃出現(xiàn)不相適應情況[1]，表現(xiàn)為：使用架空線路受環(huán)境條件限制；改用地下電纜，但投資和施工條件不允許；而使用架空絕緣導線，又會提高網(wǎng)絡的復雜性等。城市用電負荷的不斷增長，而相關的電力配套建設卻滯后，存在線路長、供電半徑大、線損率高、高耗能設備多等問題。一些城市的電網(wǎng)損耗甚至高達10%以上，形成大量的電能浪費。

（二）城市電壓質量偏低

一些城市的電壓質量還比較低，如10kV母線電壓的合格率僅為85%～91%，綜合電壓合格率還未達到94%。另外，晝夜電能需求差別大，城市電網(wǎng)的后夜電壓存在偏高、電網(wǎng)感性無功補償配置不足等現(xiàn)象，從而造成諧波損耗，使輸電、發(fā)電和用電設備效率下降，也導致電纜、電容器等設備出現(xiàn)壽命縮短、絕緣老化、過熱等，加重了電能的損耗。此外，隨著多種電力電子裝置的普及，造成比較嚴重的電網(wǎng)諧波污染，也是應引起注意的問題。

（三）配電結構存在不合理現(xiàn)象

配電結構不合理表的現(xiàn)象主要是建設初期遺留下的問題，隨著城市建設的發(fā)展而逐漸顯現(xiàn)出來。網(wǎng)絡不合理，使得一些變電站出現(xiàn)輕負荷或過負荷現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的存在均會加重變壓器電能的損耗，也會加速設備的老化。

（四）設備較為陳舊，技術水平不高

雖然近年來一些城市自主開發(fā)或引進了一些新技術和新設備，在一定程度程度上提高了城市電網(wǎng)的技術水平。但整體而言，城市電網(wǎng)的技術水平還比較低、設備比較陳舊。尤其是配電網(wǎng)設備普遍比較陳舊，大量老式油斷路器、小截面老化線路還在繼續(xù)使用。一些城市，如重慶、南京、武漢等城市電網(wǎng)中的送配電設備甚至運行有40年以上，電網(wǎng)損耗現(xiàn)象嚴重[2]。

二、城市電網(wǎng)改造技術措施

（一）對電力網(wǎng)進行升級改造

應根據(jù)城市的實際情況以及發(fā)展遠景對城市電網(wǎng)進行升級改造。盡量減少變壓層次，并逐步提高配電的電壓等級，但一般不超過4個電壓等級，以對配電網(wǎng)進行更好的管理。而根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)劃導則》的規(guī)定，220/380V為低壓配電電壓，10kV為中壓配電電壓，110、63、35kV則為高壓配電電壓，220kV為送電電壓[3]?？梢?20kV為基礎目標，只采用低、中、高壓中的一級，不能出現(xiàn)重復降壓，并逐步取消非標準系列的電壓等級。經(jīng)過升壓改造后，電壓等級得到簡化，降壓層次減少，因而能達到較好的降損降耗效果。同時，增加變壓器布點，可提高電壓合格率。此外，配電變壓器能取得良好的經(jīng)濟效益，可增加合理布點，促使配電變壓器更加接近負荷的中心位置，從而有效提高電壓的電能質量和合格率，使用電的安全性和經(jīng)濟性有所提高。

（二）建設城市高壓配電網(wǎng)

城市高壓配電網(wǎng)一般指的是110kV級的配電網(wǎng)，為保證城市中低壓配電網(wǎng)的可靠和安全，擁有一個合理、可靠的110kV網(wǎng)架是重要的物質基礎。建設城市高壓配電網(wǎng)，應以優(yōu)化電力網(wǎng)絡為主要目標。具體而言，應做到：⑴調整110kV網(wǎng)絡結構。很多城市中的110kV配電網(wǎng)主要是環(huán)形供電網(wǎng)，且110kV變電站之間具有電能轉換功能，這導致保護配置的復雜化，需要進行頻繁的運行操作，電能可靠性較低[3]。因此，需要進行110kV網(wǎng)絡結構調整?？稍谠?10kV線路的基礎上，并依據(jù)220kV電源點位置進行調整。對110kV網(wǎng)絡接線進行簡化，促使110kV網(wǎng)絡結構向星形網(wǎng)絡方向發(fā)展，接線方式則盡量避免出現(xiàn)“T”接方式。對于新建的110kV變電站，應根據(jù)終端型進行考慮，保留部分110kV聯(lián)絡線路。通過110kV網(wǎng)絡結構的調整，提高城市高壓配電網(wǎng)的靈活性和可靠性。⑵增加220kV變電站的布點。110kV線路要深入城市的負荷中心，則需要有220kV線路發(fā)揮骨架的作用。經(jīng)濟條件許可的情況下，可增加220kV變電站的布點，促使110kV供電網(wǎng)絡結構有更可靠的供電支撐。⑶適當增加110kV變電站的布點。電力需求量越大，對供電的可靠性要求就越高，提升110kV變電站主變容載比是必經(jīng)之路，此時，必然需要增加110kV變電站的布點。新建的變電站應有2到3路的電源接線，有3臺主變壓器配置，主變容載考慮2.0，按主變容量的25%配置無功容量[4]。同時，割接原有變電站10kV的負荷，采用單母線4分段接線方式，盡量提高老變電站的主變容載比，實現(xiàn)負荷轉供功能逐漸轉移到10kV配電網(wǎng)上的目的。通過擁有強大的10kV高壓配電網(wǎng)架，使之成為城市低壓、中壓配電網(wǎng)靈活、可靠、安全運行的重要支撐力量。

（三）改造中低壓配電網(wǎng)

改造城市中低壓配電網(wǎng)，應以本地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃作為指導性文件，并以提升供電質量和供電能力為主要目標，采取分期分批進行的方式。首先，應明確功能的范圍。根據(jù)高壓變電站運行管理的需要、負荷密度、分布以及城市行政分區(qū)，將分區(qū)配電網(wǎng)分為若干個獨立的分區(qū)，各分區(qū)配電網(wǎng)應確定供電范圍。隨著變電站站點的不斷增加，配電網(wǎng)絡也應進行相應的調整?？刂坪弥袎号潆娋W(wǎng)的供電半徑，同時，中壓配電網(wǎng)覆蓋范圍也應相應擴大。其次，盡量使低壓配電網(wǎng)的接線簡單化，保證低壓配電網(wǎng)的安全性和可靠性。低壓配電線路應采取放射式結構（以配電變壓器為中心），在與相鄰的配電變壓器之間可設置一個聯(lián)絡開關，以便在出現(xiàn)事故時可進行倒閘操作。另外，使用公用配電變壓器時，可考慮裝上無功補償裝置。

三、結語

對城市電網(wǎng)進行改造，直接關系到城市的發(fā)展、安全以及資源配置等多方面的問題，城市電網(wǎng)改造技術措施的優(yōu)劣同時也反應的是一個城市市政建設的綜合水平。因此，應注重城市電網(wǎng)的改造工作，摒棄傳統(tǒng)單純依靠設備換代的改造觀念，而更加主動、積極地進行超前規(guī)劃和控制，推動城市電網(wǎng)建設的步伐。

參考文獻：

[1]谷慶民，劉恒君.城市電網(wǎng)建設與改造的主要技術原則[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2011（12）：155.

[2]黃志偉，葛少云，羅俊平等.城市配電網(wǎng)發(fā)展策略探討[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報，2011，23（06）：111-115.

[3]高兵，蘭佳，郝權軍.城市供電網(wǎng)的優(yōu)化設計[J].電源技術應用，2013（11）：392+395.

[4]黃佳珍.城市電網(wǎng)規(guī)劃改造與智能電網(wǎng)[J].科協(xié)論壇（下半月），2013（04）：65-66.

作者簡介：

姓名：葉運濤 性別：男 民族：漢 出生年月：1987.7.27 籍貫：湖北孝昌，職稱：助理工程師 學歷：大學本科